CN101717657A - 一种分离浅色裂解碳九馏分的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，包括套筒塔，冷凝器，塔顶产品缓冲罐，塔底再沸器；其中精馏塔内部套接内精馏筒体，将整个精馏塔分成公共精馏区、公共提馏区、内精馏筒体和外精馏塔体四部分，其内部设有塔板或填料；内精馏筒体以上部分为公共精馏区，其顶部设置有C6～C8馏分的出口，内精馏筒体中设置至少一个原料的进入口或至少一个产物浅色裂解碳九的出口；内精馏筒体以下部分为公共提馏区，底部设有重组分的出口。原料从外精馏塔体的中上部引入，并在外精馏塔体中进行初级分离，在内精馏筒体的上部分完成轻组分和中间组分的分离，下部分完成重组分和中间组分的分离。本发明与传统的分离方法相比，节能30％左右，提高产品的收率。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，涉及一种分离浅色裂解碳九馏分的装置和方法。
背景技术
裂解碳九是乙烯裂解的副产物，其产量是乙烯产量的10％～20％。裂解碳九组成和裂解深度、裂解工艺有关。但是，影响裂解碳九组成最重要的因素是乙烯装置所采用的裂解汽油(C5～C9)分离流程。根据裂解汽油的分离流程，主要有3种裂解碳九馏分：(1)未加氢裂解碳九馏分(2)一段加氢裂解碳九馏分(3)全加氢裂解碳九馏分。
目前，主要是对未加氢裂解碳九馏分进行综合开发利用。未加氢裂解碳九组成及其复杂，约两百多种组分，含大量不饱和组分，主要有苯乙烯及其衍生物、双环戊二烯及其衍生物、茚及其衍生物等，溴价约50gBr2/100g，双烯值约6gI2/100g，容易形成胶质，胶质含量在400～7000mg/100ml。裂解C9中含有茚、重金属、胶质和硫、氮、砷化物等杂质，极易使加氢催化剂失活。因此，国内在裂解碳九加氢前，必须对裂解碳九进行蒸馏预处理，脱除杂质及一些重组分后，切取一定的馏分来使用。
裂解碳九的加氢利用主要集中在以下几个方面：(1)生产高品质芳烃溶剂油；(2)生产石油树脂；(3)生产芳烃溶剂油；(4)加氢裂解制备轻质裂解原料；(5)加氢做汽油调和组分；(6)加氢轻质化增产BTX芳烃等。
欧洲专利EP20040291954，名称为“Method for treating the middle fraction ofa steamcracking effluent”的发明中采用了两座精馏塔分离C5-C9馏分，原料在分离前进行了一次催化加氢，分离得到的C9+馏分再次进行了催化加氢。而本发明不需要在分离前对原料进行加氢处理，只需要对分离得到的C9+馏分进行催化加氢。
中国发明专利CN200610122691.8，名称为“石油烃类裂解碳九馏分加氢工艺”的发明创造提供了一种裂解碳九馏分经过负压精馏获得精馏碳九，然后进行加氢处理，得到的裂解碳九无色无刺激性气味。而本发明分离得到的裂解碳九馏分可以直接进行催化加氢处理，不需要再进行负压精馏，缩短了分离流程，节省了设备投资和能量消耗，减少了热敏性物质因多次加热聚合造成的损失。
中国发明专利CN200610161599.2，名称为“具有短内筒结构的蒸馏用套筒塔以及用途”提供一种套筒塔设备，具有短内筒结构的蒸馏塔(Duet Distillation Column)，简称套筒塔(DDC)。除了用于多组分精馏分离外，还用于反应精馏、液液萃取精馏及共沸精馏。但CN200610161599.2没有具体就保护用套筒塔分离得到裂解碳九馏分的工艺提出权利保护要求。本发明专门就套筒塔分离得到浅色裂解碳九馏分提出具体的工艺，目前尚无人提出过。
目前典型的乙烯厂后加氢裂解汽油分离路线如附图1所示：含C5～C9+的裂解汽油混合物首先进入脱碳五塔，脱掉碳五后，塔釜产物经脱砷反应器脱砷后，进入预脱碳六碳八塔，经过预分离后，一部分C6～C8从塔顶分出，剩余的C6～C8馏分与C9+馏分一起从塔釜分出进入脱碳九塔，经过脱碳九塔的分离，塔顶得到C6～C8馏分，与预分塔的C6～C8馏分一起进入加氢反应器。塔釜得到裂解碳九。
脱碳九塔塔釜得到的裂解碳九中胶质含量高，不能直接进行催化加氢，必须进行预处理蒸馏塔，去除胶质，塔顶采出浅色裂解碳九，用于催化加氢。
发明内容
本发明为克服现有技术中流程长，能耗大，热敏性物质多次加热易聚合，浅色裂解碳九收率低的缺点，提出了一种分离浅色裂解碳九馏分的装置。通过此方法分离得到的浅色碳九中胶质、重组分少，能满足催化加氢的要求。
本发明的技术方案如下：
一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，包括套筒塔，冷凝器6，塔顶产品缓冲罐7，塔底再沸器10；其中用套筒塔替代脱碳九塔，即在精馏塔内部套接内精馏筒体2，将整个精馏塔分成公共精馏区1、公共提馏区4、内精馏筒体2和外精馏塔体3四部分；所述的四部分内部都设有塔板或填料；内精馏筒体2以上部分为公共精馏区1，其顶部设置有C6～C8馏分的出口，内精馏筒体2中设置至少一个原料的进入口或至少一个产物浅色裂解碳九的出口；内精馏筒体2以下部分为公共提馏区4，其底部设置有重组分的出口；
其中本发明中所涉及的出料位置可以与进料位置处于同一水平位置，优选出料位置比进料位置低3-7块理论塔板；
其中所述公共精馏区1和公共提馏区4分别具有套筒塔的总理论塔板数的10-50％，优选20-40％。内精馏筒体2和外精馏塔体3分别具有套筒塔的总理论塔板数的10-40％，优选15-30％。
一种基于上述分离浅色裂解碳九馏分的装置的方法，如图2所示：原料从外精馏塔体3的中上部引入，并在外精馏塔体3中进行初级分离，轻组分进入公共精馏区1，重组分进入公共提馏区4，中间组分两端自由分离；在内精馏筒体2的上部分完成轻组分和中间组分的分离，下部分完成重组分和中间组分的分离，且在内精馏筒体2的中下部采出浅色裂解碳九馏分。公共精馏区1流下的液体被分成两股流，一股进入内精馏筒体2，另一股进入外精馏塔体3。
其中所述从公共精馏区1流下的液体进入内精馏筒体2和外精馏塔体3的比例为1∶8-8∶1(内精馏筒体2∶外精馏塔体3)，优选1∶4-4∶1(内精馏筒体2∶外精馏塔体3)；
其中原料可以从外精馏塔体3进入，内精馏筒体2采出浅色裂解碳九馏分，(如说明书附图图2所示)；也可以从内精馏筒体2进料，外精馏塔体3采出浅色裂解碳九馏分，(如说明书附图图3所示)；
其中套筒塔采用负压精馏，操作压力控制在20-40KPa(绝压)，塔顶温度50-80℃，塔釜温度140-170℃，回流比0.5-2。
原料C6～C9+各组成范围：C6～C8的质量百分含量50-90％，优选60-80％，C9+质量百分含量10-50％，优选20-40％。
根据此工艺塔顶C6～C8含量达到99％以上，浅色裂解碳九的收率达74％以上，胶质含量低于40mg/100mL。
本发明用DDC替代脱碳九塔，可以节省预处理蒸馏塔，以及塔顶冷凝器和塔釜再沸器。与传统的分离方法相比，节能30％左右。避免了碳九馏分的重复加热，减少不饱和组分聚合生成胶质的机率，提高产品的收率。侧线C9中胶质含量低于50mg/100mL，重组分少，可以满足催化加氢的要求，提高催化剂的活性。
附图说明
图1为典型的乙烯厂后加氢裂解汽油分离路线图，其中1为脱碳五塔，2为脱砷反应器，3为预脱碳六碳八塔，4为脱碳九塔；
图2为分离浅色裂解碳九馏分的装置示意图，其中1为公共精馏区，2为内精馏筒体，3为外精馏塔体，4为公共提馏区，6为冷凝器，7为塔顶产品缓冲罐，10为塔底再沸器，11为重组分；
图3为分离浅色裂解碳九馏分的装置中与图2进出料位置相反的装置示意图，其中1为公共精馏区，2为内精馏筒体，3为外精馏塔体，4为公共提馏区，6为冷凝器，7为塔顶产品缓冲罐，10为塔底再沸器，11为重组分。
具体实施方式
如附图2所示一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，用一种新的套筒塔替代脱碳九塔，即在精馏塔内部套接内精馏筒体2，将整个精馏塔分成公共精馏区1、公共提馏区4、内精馏筒体2和外精馏塔体3四部分；这四个部分内部都设有塔板或填料；内精馏筒体2以上部分为公共精馏区1，其顶部设置有C6～C8馏分的出口，内精馏筒体2中设置至少一个原料的进入口或至少一个产物浅色裂解碳九的出口；内精馏筒体2以下部分为公共提馏区4，其底部设置有重组分的出口。套筒塔选择负压操作，压力范围为10-50KPa。套筒塔的总理论板数为30-60块，公共精馏区1的理论板数为10-20块，内精馏筒体的理论板数为5-15块，外精馏塔体的理论板数为10-20块，公共提馏区6的理论板数为10-20块。原料从外精馏塔体3的中上部引入，并在外精馏塔体3中进行初级分离，轻组分进入公共精馏区1，重组分进入公共提馏区4，中间组分两端自由分离；在内精馏筒体2的上部分完成轻组分和中间组分的分离，下部分完成重组分和中间组分的分离，从而优选在内精馏筒体2的中下部采出浅色裂解碳九馏分。公共精馏区1流下的液体被分成两股流，一股进入内精馏筒体2，另一股进入外精馏塔体3。
对比例1：采用传统的分离方法，即脱碳九塔和预处理蒸馏塔分离裂解碳九。工艺条件为：处理量为23905kg/h，原料中C6～C8质量分数为70.67％，塔顶采出量16646.1kg/h，塔顶C6～C8质量分数为99.2％。预处理蒸馏塔塔顶采出量4500kg/h。二塔流程工艺参数如表1所示。
表1传统的分离方法分离裂解碳九工艺参数一览表
| 项目 | 脱碳九塔 | 预处理蒸馏塔 | 总计 |
| 塔顶压力(KPa绝压)， | 21 | 21 |
| 项目 | 脱碳九塔 | 预处理蒸馏塔 | 总计 |
| 塔顶温度，℃ | 51 | 122 | |
| 塔釜温度，℃ | 162 | 174 | |
| 理论塔板数 | 21 | 12 | 33 |
| 回流比 | 0.72 | 2.5 | |
| 塔顶热负荷，KW | 3243.9752 | 2814.1460 | 6058.1212 |
| 塔底热负荷，KW | 3105.4107 | 2701.1780 | 5806.5887 |
脱碳九塔塔釜产品裂解碳九的胶质含量4000mg/100mL。预处理蒸馏塔塔顶产品的胶质含量75mg/100mL，浅色裂解碳九的收率61.99％。总塔顶制冷负荷6058.1212KW，塔底加热负荷5806.5887KW。
实施例1：采用套筒塔分离裂解碳九，工艺条件为：处理量为23905kg/h，原料中C6～C8质量分数为70.67％，塔顶采出量16646.1kg/h，塔顶C6～C8质量分数为99.2％。浅色裂解碳九采出量5400kg/h，外塔进料，内筒出料，液体分配比(内精馏筒体2∶外精馏塔体3)为1∶2。套筒塔工艺参数如表2所示。
表2套筒塔分离裂解碳九工艺参数一览表
| 项目 | 套筒塔 | 总计 |
| 塔顶压力(绝压)，KPa | 21 | |
| 塔顶温度，℃ | 53 | |
| 塔釜温度，℃ | 150 | |
| 理论塔板数 | 33 | 33 |
| 回流比 | 1.1 | |
| 塔顶热负荷，KW | 4072.4520 | 4072.4520 |
| 塔底热负荷，KW | 4364.4950 | 4364.4950 |
套筒塔分离得到的浅色裂解碳九的胶质含量为35mg/100mL，浅色裂解碳九的收率74.39％。总塔顶制冷热负荷4072.4520KW，塔底加热负荷4364.4950KW。
比较对比例1与实施例1得出套筒塔分离得到的浅色裂解碳九的工艺比传统工艺可节约29.90％的能耗。
实施例2：采用套筒塔分离裂解碳九，工艺条件为：处理量为23905kg/h，原料中C6～C8质量分数为75.43％，塔顶采出量18000.1kg/h，塔顶C6～C8质量分数为99.3％。浅色裂解碳九采出量4500kg/h，外塔进料，内筒出料，液体分配比(内精馏筒体2∶外精馏塔体3)为1∶2。套筒塔工艺参数如表3所示。
表3套筒塔分离裂解碳九工艺参数一览表
| 项目 | 套筒塔 | 总计 |
| 塔顶压力(绝压)，KPa | 25 | |
| 塔顶温度，℃ | 52.6 | |
| 塔釜温度，℃ | 166 | |
| 理论塔板数 | 31 | 31 |
| 回流比 | 1.1 | |
| 塔顶热负荷，KW | 4416.9065 | 4416.9065 |
| 塔底热负荷，KW | 4627.1441 | 4627.1441 |
套筒塔分离得到的浅色裂解碳九的胶质含量为38mg/100mL，浅色裂解碳九的收率76.62％。总塔顶制冷热负荷4416.9065KW，塔底加热负荷4627.1441KW。
比较对比例1与实施例1得出套筒塔分离得到的浅色裂解碳九的工艺比传统工艺可节约23.78％的能耗。
实施例3：在与实施例2相同的操作条件下，只改变进出料的位置，选择内筒进料，外塔出料，得出的结果与实施例2相同。
Claims (10)
1.一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，包括套筒塔，冷凝器(6)，塔顶产品缓冲罐(7)，塔底再沸器(10)；其特征在于精馏塔内部套接内精馏筒体(2)，将整个精馏塔分成公共精馏区(1)、公共提馏区(4)、内精馏筒体(2)和外精馏塔体(3)四部分，所述的四部分内部设有塔板或填料；内精馏筒体(2)以上部分为公共精馏区(1)，其顶部设置有C6～C8馏分的出口，内精馏筒体(2)中设置至少一个原料的进入口或至少一个产物浅色裂解碳九的出口；内精馏筒体(2)以下部分为公共提馏区(4)，其底部设置有重组分的出口。
2.根据权利要求1所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，其特征在于出料位置和进料位置处于同一水平位置。
3.根据权利要求2所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，其特征在于出料位置比进料位置低3-7块理论塔板。
4.根据权利要求1所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，其特征在于所述公共精馏区(1)和公共提馏区(4)分别具有套筒塔的总理论塔板数的10-50％，内精馏筒体(2)和外精馏塔体(3)分别具有套筒塔的总理论塔板数的10-40％。
5.根据权利要求4所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的装置，其特征在于所述公共精馏区(1)和公共提馏区(4)分别具有套筒塔的总理论塔板数的20-40％，内精馏筒体(2)和外精馏塔体(3)分别具有套筒塔的总理论塔板数的15-30％。
6.根据权利要求1所述的装置的一种分离浅色裂解碳九馏分的方法，其特征在原料从外精馏塔体(3)的中上部引入，并在外精馏塔体(3)中进行初级分离，轻组分进入公共精馏区(1)，重组分进入公共提馏区(4)，中间组分两端自由分离；在内精馏筒体(2)的上部分完成轻组分和中间组分的分离，下部分完成重组分和中间组分的分离，从内精馏筒体(2)的中下部采出浅色裂解碳九流；公共精馏区(1)流下的液体被分成两股流，一股进入内精馏筒体(2)，另一股进入外精馏塔体(3)。
7.根据权利要求6所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的方法，其特征在于从外精馏塔体(3)进料，内精馏筒体(2)采出浅色裂解碳九馏分；或从内精馏筒体(2)进料，外精馏塔体(3)采出浅色裂解碳九馏分。
8.根据权利要求6所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的方法，其特征在于其中所述从公共精馏区(1)流下的液体进入内精馏筒体(2)和外精馏塔体(3)的比例即内精馏筒体(2)与外精馏塔体(3)之比为1∶8-8∶1。
9.根据权利要求8所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的方法，其特征在于所述从公共精馏区(1)流下的液体进入内精馏筒体(2)和外精馏塔体(3)的比例即内精馏筒体(2)与外精馏塔体(3)之比为1∶4-4∶1。
10.根据权利要求6所述的一种分离浅色裂解碳九馏分的装置的方法，其特征在于套筒塔采用负压精馏，操作压力控制在绝压20-40KPa，塔顶温度50-80℃，塔釜温度140-170℃，回流比0.5-2。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100602 |